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Métodos gravimétricos
Prof. Dr. Luiz Gualberto
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MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS
São métodos analíticos qualitativos quantitativos que se baseiam na determinação da massa de um composto puro ao qual o analito está quimicamente relacionado.
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Subdivisão da gravimetria
Gravimetria de precipitação Gravimetria de volatilização Gravimetria particulada Gravimetria de eletrodeposição
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Gravimetria de precipitação
O analito é separado da solução da amostra como um precipitado e é convertido a uma espécie de composição conhecida e pesado.
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1) Reação entre ácido clorídrico e nitrato de prata dando precipitado branco de cloreto de prata. HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3 2) O precipitado de cloreto de prata escurece quando exposto à luz. Prata finamente dividida é preta. 2AgCl → 2Ag + Cl2 3) Reação de ácido clorídrico com zinco liberando gás hidrogênio (efervescência) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 4) Reação entre sulfato de cobre e hidróxido de sódio dando precipitado azul de hidróxido de cobre. CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2 5) Formação de precipitado verde de hidróxido de ferro II na reação de sulfato de ferro II com hidróxido de sódio. FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2 6) Precipitado vermelho ferrugem de hidróxido de ferro III formado na reação de sulfato de ferro III com hidróxido de sódio. Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 3Na2SO4 + 2Fe(OH)3
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APLICAÇÃO Determinação de bário por precipitação com sulfato
Determinação de chumbo por precipitação com cromato Determinação de alumínio como 8-hidroxi-quinolato Determinação de níquel como dimetilglioximato -
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Aplicação Determinação de níquel como dimetilglioximato
amostra inicial ajuste de pH com HCl (2 e 3) (80-85OC) + uréia (80-85OC) ~ 1hora dimetilglioxima (1% de propanol) resfriamento filtração (cadinho aferido) estufa 130oC por ~2 horas Cálculo
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Aplicação Determinação de cálcio em água amostra inicial
ajuste de pH com NH3 Ácido Oxálico Calcinação 900oC por ~6 horas filtração (cadinho aferido) CaC2O4 pesagem CaO(s) + CO2 (g) + CO(g)
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Método de volumetria de
Aplicação Determinação de cloreto em sal de cozinha e por diferença, o teor de sódio aplicação amostras de sais de cozinha (normal, light, sal grosso) o método baseia-se na precipitação dos íons cloreto (Cl-) com nitrato de prata (AgNO3). Ag+ + Cl AgCl Método de volumetria de precipitação
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Gravimetria de volatilização
O analito é isolado dos outros contituintes da amostra pela conversão a um gás de composição química conhecida. O peso deste gás serve então como uma medida de concentração do analito
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Gravimetria de volatilização
o método baseia-se na pesagem da amostra a ser analisada antes e após a secagem (estufa e/ou microondas). Determinação de umidade de um alimento
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Gravimetria particulada
O analito é determinado após ser removido por filtração ou extração. Exemplo: Determinação de lipídios em alimentos
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Gravimetria particulada
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Gravimetria particulada
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Gravimetria de Eletrodeposição
O analito é separado pela deposição em um eletrodo por meio do uso de uma corrente elétrica. A massa desse produto fornece a medida da concentração do analito. Exemplo: Oxidação de Pb2+ e sua deposição como PbO2 no anodo de platina
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Gravimetria de precipitação
O analito é convertido a um precipitado pouco solúvel, após a adição de um reagente precipitante a solução.
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Equilíbrio de Solubilidade
ps
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Precipitação Solubilidade
KPS = [Pb].[I2]
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Precipitação e Separação de Íons
KPS = [Ba2+].[SO42-] Quando Q > Kps ocorre a precipitação – solução supersaturada Quando Q < Kps não ocorre a precipitação – solução insaturada Quando Q = Kps não ocorre a precipitação – solução saturada
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Precipitação e Separação de Íons
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Precipitação e Separação de Íons
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1) Reação entre ácido clorídrico e nitrato de prata dando precipitado branco de cloreto de prata. HCl + AgNO3 → AgCl + HNO3 2) O precipitado de cloreto de prata escurece quando exposto à luz. Prata finamente dividida é preta. 2AgCl → 2Ag + Cl2 3) Reação de ácido clorídrico com zinco liberando gás hidrogênio (efervescência) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 4) Reação entre sulfato de cobre e hidróxido de sódio dando precipitado azul de hidróxido de cobre. CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2 5) Formação de precipitado verde de hidróxido de ferro II na reação de sulfato de ferro II com hidróxido de sódio. FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2 6) Precipitado vermelho ferrugem de hidróxido de ferro III formado na reação de sulfato de ferro III com hidróxido de sódio. Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 3Na2SO4 + 2Fe(OH)3
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- Não necessita de calibração; - Aparelhagem barata.
Vantagens - Não necessita de calibração; - Aparelhagem barata. - Boa reprodutibilidade 0,3 a 0,5%.
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Vidraria e equipamentos
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Vidraria e equipamentos
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Vidraria e equipamentos
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Vidraria e equipamentos
aquecimento calcinação
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- Sujeito a acumulação de erros;
Desvantagens - Sujeito a acumulação de erros; Longo tempo de execução e várias etapas.
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- Sujeito a acumulação de erros;
Desvantagens - Sujeito a acumulação de erros; Longo tempo de execução e várias etapas.
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Etapas de uma análise gravimétrica por precipitação
Pesagem da amostra Formação do precipitado Digestão Filtração Lavagem Tratamento térmico Resfriamento Pesagem Cálculos
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Características desejáveis do precipitado
Formação do precipitado Características desejáveis do precipitado Solubilidade baixa Alta pureza Fácil filtração partículas grandes
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REAGENTES PRECIPITANTES INORGÂNICOS
Formação do precipitado REAGENTES PRECIPITANTES INORGÂNICOS
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REAGENTES PRECIPITANTES INORGÂNICOS
Formação do precipitado REAGENTES PRECIPITANTES INORGÂNICOS
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REAGENTES PRECIPITANTES ORGÂNICOS
Formação do precipitado REAGENTES PRECIPITANTES ORGÂNICOS
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ETAPAS DO PROCESSO DE FORMAÇÃO DO PRECIPITADOS
Nucleação Crescimento do cristal Envelhecimento do precipitado
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TIPOS DE PRECIPITADOS Precipitados graudamente cristalinos
Precipitados finamente cristalinos Precipitados gelatinosos Precipitados grumosos
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TIPOS DE PRECIPITADOS Precipitados graudamente cristalinos: As partículas do precipitado são cristais bem desenvolvidos e são facilmente filtraveis. Exemplo: KClSO4. Precipitados finamente cristalinos: As partículas do precipitado são cristais pequenos e finos e não são filtrados facilmente; Uso de filtros de porosidade pequena. Exemplo: BaSO4.
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TIPOS DE PRECIPITADOS Precipitados grumosos: resultam da floculação de colóides hidrofóbos e são bastante densos. Exemplo: AgClO. Precipitados gelatinos: resultam da floculação de colóides hidrofílicos. . Exemplo: Al(OH)3.
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CONTROLE DO TAMANHO DAS PARTÍCULAS DO PRECIPITADO
A precipitação deve ser feita em soluções diluídas; Os reagentes dever ser misturados lentamente e sob forte agitação; Realizar a precipitação em temperatura elevada;
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As características dos precipitados (cristalinos ou coloidais) podem ser melhoradas através dos seguintes processos: Digestão Envelhecimento Lavagem Reprecipitação
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DIGESTÃO Aquecimento do precipitado em contato com a água-mãe durante um determinado tempo. Partículas maiores
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ENVELHECIMENTO O precipitado é deixado em repouso na presença da solução mãe, durante um determinado tempo. Partículas maiores
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REPRECIPITAÇÃO Dissolução do precipitado formado, seguida de nova precipitação. Partículas maiores
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CONTAMINAÇÃO DO PRECIPITADO
Dissolução do precipitado formado, seguida de nova precipitação.
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Tipos de água no precipitado
Adsorvida: adsorvida à superfície sólida do precipitado. Sua quantidade depende da umidade atmosférica; Ocluída: formando solução sólida com o precipitado ou presente em cavidades dos cristais; Sorvida: a água associa-se com substâncias que têm uma grande superfície interna; Essencial: água de hidratação, cristalização ou constituição. Ex.: CaC2O4.H2O, Mg(NH4)PO4.6H2O, Ca(OH)2 (Ca(OH)2 → CaO + H2O), etc.
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Lavagem Precipitados gelatinosos ou floculados: lavar com solução diluída de sais de amônio, que impeça o precipitado de se tornar coloidal e que seja facilmente separável. Precipitados cristalinos: lavar com solução que contenha um íon comum com o precipitado. Precipitados que são sais de ácidos fracos: lavar com solução levemente alcalina. Precipitados que são sais de bases fracas: lavar com solução levemente ácida.
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FILTRAÇÃO # Filtração em papel; # Filtração em vidro sinterizado; # Filtração em porcelana sinterizada.
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FILTRAÇÃO
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PROCEDIMENTO DE FILTRAÇÃO
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Vidraria e equipamentos
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Papel de Filtro − Vantagens: baixo custo e é disponível em várias porosidades diferentes. − Desvantagens: reagem com ácidos e bases fortes e com alguns agentes oxidantes, racham quando submetidos a vácuo, não se consegue secá-los a peso constante (têm que ser queimados antes da pesagem).
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Vidro sinterizado − Vantagens: permitem o uso de sucção para acelerar a filtração e suportam temperaturas de até 500ºC. − Desvantagens: maior custo e só são disponíveis em três porosidades diferentes.
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Porcelana sinterizada
− Vantagens: permitem o uso de sucção para acelerar a filtração e suportam temperaturas de até 1.200ºC. − Desvantagens: permitem o uso de sucção para acelerar a filtração e suportam temperaturas de até 1.200ºC.
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TRATAMENTO TÉRMICO Aquecimento da amostra para evaporação de solvente ou eletrólito ou calcinação. Aquecimento - Estufa Calcinação - Mufla
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Após o resfriamento o cadinho com a amostra calcinada é pesado.
A amostra depois do tratamento térmico é transferida com o uso de uma garra para o dessecador para resfriar, 15 minutos. Após o resfriamento o cadinho com a amostra calcinada é pesado.
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PESAGEM O procedimento de calcinação e resfriamento deve ser repetido (10 a 15 minutos) até massa constante.
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PERCENTAGEM DO ANALITO NA AMOSTRA É DETERMINADA PELA FÓRMULA
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VOLUMETRIA DE PRECIPITAÇÃO
Métodos argentimétricos: Reagente solução padrão de nitrato de prata (AgNO3). Determinação de haletos e íons metálicos.
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VOLUMETRIA DE PRECIPITAÇÃO
Há três métodos para determinação de cloretos (Cl-) com íons prata (Ag): Método de Mohr: formação de precipitado colorido. Método de Volhard: Formação de um complexo solúvel. Método de Fajans: mudança de cor associada com a adsorção de um indicador sobre a superfície de um sólido.
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2Ag+ + CrO42- ↔ AgCrO4 (precipitado vermelho)
Método de Mohr Determinação de cloretos e haletos: Reação da amostra com nitrato de prata na presença do indicador cromato de potássio. 2Ag+ + CrO42- ↔ AgCrO4 (precipitado vermelho) Ag+ + Cl- ↔ AgCl
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Método de Mohr Reagente: AgO3 Indicador: KCrO4 Amostra: Cl-
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Método de Volhard Método indireto de determinação de íons: Cl-, Br-, I- e SCN-. Adiciona-se um excesso da solução de AgNO3 a solução contendo os íons. O excesso da prata é determinado por meio de uma titulação com uma solução de tiocianato de potássio (KSCN) ou amônio (NH3SCN) usando íons Fe3+ como indicador.
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Cl- + Ag+ ↔ AgCl(s) + Ag+(excesso)
Método de Volhard Cl- + Ag+ ↔ AgCl(s) + Ag+(excesso) Ag+ + SCN- ↔ AgSCN(s) Fe3+ + SCN- ↔ FeSCN(s) Indicador solução saturada de alúmen férrico [Fe(NH4)(SO4)2.12H2O] em ácido nítrico 20 %.
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Método de Fajans O método baseia-se na propriedade que certos compostos orgânicos apresentam ao serem adsorvidos sobre determinados precipitados, sofrendo mudança de cor. AgCl : Ag+ :: In- Indicador Titulação pH da solução Fluoresceína Cl- com Ag+ 7-8 DicloroFluoresceína 4 Verde de bromocresol SCN- com Ag+ 4-5 Eosina Br-, I-, SCN- com Ag+ 2
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